JP5452973B2 - IMAGING DEVICE AND CUTTING MACHINE HAVING THE IMAGING DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は複数の被写体を略同時にそれぞれ撮像する撮像装置及びこの撮像装置で切削工具などを撮像して切削工具の状態を検出する切削機械に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus that picks up images of a plurality of subjects substantially simultaneously and a cutting machine that picks up an image of a cutting tool or the like with the image pickup apparatus and detects the state of the cutting tool.
例えば、特許文献1には、工作機械の工具チップの磨耗などを視覚センサを用いて自動検査するシステムが開示されている。このシステムは、ストラクチャライトユニットの投光窓からスリットをチップに投光し、撮影窓を通してカメラ撮影を行って工具チップの磨耗などを自動検査するものである。
For example,
また、特許文献2には、被加工物であるワークを切削加工するバイト等の切削工具(以下、工具ともいう)をカメラで撮像し、その画像データに基づいて工具の破損や摩耗などの観察を行う工具観察方法において、被加工物の加工前または加工後の少なくとも一方で工具を回転又は移動させてその画像データを複数取り込み、当該複数の画像データの中から焦点が合った画像データを選択的に用いて工具の破損や摩耗などの観察を行う工具観察方法が記載されている。
In
切削工具には内径用バイト及び外径用バイトがあるが、これらのバイトを同一位置で撮像することは困難である。即ち、内径用バイト及び外径用バイトにおけるチップの向きが真逆となっているので、各バイトが基準位置にあることを確認する内径用バイト及び外径用バイトの基準ゲージを例えばチャックにそれぞれ配置させる必要があると共に、基準ゲージとバイトのチップとをカメラの撮像領域に収めて撮像(以下、一望視ともいう)する撮像位置まで各バイトを移動させる必要もある。従って、基準ゲージ及びチップを一望視する機構が複雑になるなどの問題が生ずる。 The cutting tool includes an inner diameter tool and an outer diameter tool, but it is difficult to image these tools at the same position. That is, since the orientations of the tips of the inner diameter bit and the outer diameter bit are opposite to each other, the reference gauges of the inner diameter bit and the outer diameter bit that confirm that each bit is at the reference position are provided on the chuck, for example. In addition to being arranged, it is also necessary to move each byte to an imaging position where the reference gauge and the chip of the bite are stored in the imaging region of the camera and imaged (hereinafter also referred to as single vision). Therefore, problems such as a complicated mechanism for overlooking the reference gauge and the chip arise.
一方、特許文献1及び特許文献2では、バイトの種類が異なる場合の撮像などに対応し得る構成ではない。また特許文献2は、複数のカメラを用いて撮像するので、構成が複雑となる。なお、特許文献1及び特許文献2のようにカメラを用いて、工具先端を画像処理して工具を検査または観察する装置であっても、カメラ自身及びカメラ保持ブラケットの熱変位などに対する精度維持は困難である。即ち、カメラが僅かに傾いただけでも、その測定誤差がカメラと被検出工具との距離に応じて幾何学的に拡大され、測定精度が落ちるためである。従って、上記特許文献1または特許文献2の従来技術を切削機械に適用した場合、ワークに対するバイトの摩耗量や変位量を精度良く測定することは困難である。
On the other hand,
本発明の目的は、異なる撮像位置での被写体を略同時にそれぞれ撮像し得る撮像装置及びこの撮像装置で切削工具などを撮像して切削工具の状態を検出し得る切削機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging device capable of imaging subjects at different imaging positions substantially simultaneously, and a cutting machine capable of detecting the state of the cutting tool by imaging a cutting tool or the like with this imaging device.
本発明に係る撮像装置は、同一方向であって異なる撮像位置での被写体にそれぞれ対応する光路を分離する光路分離手段と、上記光路分離手段における同一の光路上に配置される撮像素子とを備え、上記光路分離手段は一方の撮像位置での上記被写体を撮像する際には他方の撮像位置での光路を遮断し、上記異なる撮像位置での上記被写体を、光路切換えの時間差をもって撮像する。この場合、上記光路分離手段のうち上記撮像素子側をハーフミラーとし、上記ハーフミラーの後方をフルミラーとしても良い。また、上記光路分離手段に対応する上記光路を撮像時に開放する一対のシャッターを、個別に可動させるようにしても良い。
また、本発明に係る撮像装置は、異なる撮像位置での被写体にそれぞれ対応する光路を分離する光路分離手段と、上記光路分離手段における同一の光路上に配置される撮像素子とを備え、上記光路分離手段は一方の撮像位置での上記被写体を撮像する際には他方の撮像位置での光路を遮断させる、ようにしても良い。この場合、上記光路分離手段のうち一方をハーフミラーとし、他方をフルミラーとしても良い。また、上記光路分離手段に対応する上記光路を撮像時に開放するシャッターを、更に設けるようにしても良い。
An imaging apparatus according to the present invention includes an optical path separation unit that separates optical paths corresponding to subjects at different imaging positions in the same direction, and an imaging element disposed on the same optical path in the optical path separation unit. The optical path separation means blocks the optical path at the other imaging position when imaging the subject at one imaging position, and images the subject at the different imaging position with a time difference of optical path switching . In this case, a half mirror the imaging element side in the optical path separating means, towards after the half-mirror may be full mirror. In addition, a pair of shutters that open the optical path corresponding to the optical path separating means during imaging may be individually moved .
Further, an imaging apparatus according to the present invention includes an optical path separation unit that separates optical paths corresponding to subjects at different imaging positions, and an imaging element disposed on the same optical path in the optical path separation unit, and the optical path The separating means may block the optical path at the other imaging position when imaging the subject at one imaging position. In this case, one of the optical path separating means may be a half mirror and the other may be a full mirror. In addition, a shutter that opens the optical path corresponding to the optical path separating unit during imaging may be further provided.
さらに、本発明に係る撮像装置は、上記ハーフミラーに対し上記フルミラーの光路長と同一になるよう光路を折返すようにしても良い。また、上記撮像素子及び上記ミラーを収納するミラー室と、上記シャッターの開放時における上記ミラー室への空気流入を阻止するシャッター室とを備え、上記ミラー室から上記シャッター室へエアーを供給するようにしても良い。
なお、本発明に係る撮像装置は、複数の撮像素子を異なる撮像位置での被写体にそれぞれ対応する光路上に配置するようにしても良い。また、本発明に係る撮像装置を備える切削機械は、上述したいずれかの撮像装置を備えるようにしても良い。
Furthermore, the imaging apparatus according to the present invention may be configured such that the optical path of the half mirror is turned back to be the same as the optical path length of the full mirror. A mirror chamber that houses the imaging element and the mirror; and a shutter chamber that prevents air from flowing into the mirror chamber when the shutter is opened, and supplies air from the mirror chamber to the shutter chamber. Anyway.
Note that in the imaging apparatus according to the present invention, a plurality of imaging elements may be arranged on optical paths corresponding to subjects at different imaging positions. Moreover, you may make it the cutting machine provided with the imaging device which concerns on this invention be provided with one of the imaging devices mentioned above.
本発明に係る撮像装置を備える切削機械は、上述したいずれかの撮像装置によって異なる撮像位置での被写体を、光路切換えの時間差をもって撮像する。また、本発明に係る撮像装置を備える切削機械は、上述したいずれかの撮像装置と、上記撮像手段の位置誤差を測定するためワーク保持用のチャックに配置される基準ゲージと、上記チャックに一端が固定されると共に自由端が上記基準ゲージに対応するように配置され且つ上記基準ゲージの熱変位量の基準となる基準体とを備え、上記撮像装置は、上記一方の光路における一方の撮像位置での上記基準ゲージ及び上記基準ゲージに対応する上記基準体の上記自由端並びに上記一方の撮像位置での切削工具を被写体として同一の撮像領域内に撮像し、或いは上記一方の光路における上記一方の撮像位置での上記基準ゲージ及び上記基準ゲージに対応する上記基準体の上記自由端を被写体として同一の撮像領域内に撮像すると共に上記他方の光路における他方の撮像位置での切削工具を光路切換えの時間差をもって撮像する。 A cutting machine provided with an imaging device according to the present invention images a subject at a different imaging position with any of the above-described imaging devices with a time difference of optical path switching. A cutting machine provided with an imaging device according to the present invention includes any one of the imaging devices described above, a reference gauge disposed on a workpiece holding chuck for measuring a position error of the imaging means, and one end of the chuck. And a reference body that is disposed so that a free end thereof corresponds to the reference gauge and serves as a reference for the amount of thermal displacement of the reference gauge, and the imaging device has one imaging position in the one optical path The free end of the reference body corresponding to the reference gauge and the free end of the reference body corresponding to the reference gauge and the cutting tool at the one imaging position as a subject are imaged in the same imaging area, or the one of the one optical path The reference gauge at the imaging position and the free end of the reference body corresponding to the reference gauge are imaged in the same imaging area as the subject and the other light The cutting tool of the other imaging position for imaging with a time difference of optical path switching in.
さらに、本発明に係る撮像装置を備える切削機械は、上述したいずれかの撮像装置と、上記撮像手段の位置誤差を測定するための基準ゲージと、切削工具を取付ける取付台に配置され、切削工具の変位量を検出および上記取付台の温度を検出するための基準手段とを備え、上記撮像装置は、上記一方の光路における一方の撮像位置での上記基準ゲージを被写体とし、且つ上記他方の光路における他方の撮像位置での上記基準ゲージに対応する上記基準手段または切削工具を被写体とし、上記一方の光路における上記一方の撮像位置での上記基準ゲージを撮像すると共に上記他方の光路における上記他方の撮像位置での上記基準手段または上記切削工具を光路切換えの時間差をもって撮像する。 Furthermore, a cutting machine provided with an imaging device according to the present invention is disposed on any one of the imaging devices described above, a reference gauge for measuring the position error of the imaging means, and a mounting base for mounting the cutting tool, and the cutting tool And a reference means for detecting the temperature of the mounting base, and the imaging device uses the reference gauge at one imaging position in the one optical path as a subject, and the other optical path. The reference means or cutting tool corresponding to the reference gauge at the other imaging position in the subject is used as a subject, and the reference gauge at the one imaging position in the one optical path is imaged and the other one in the other optical path is taken. The reference means or the cutting tool at the imaging position is imaged with an optical path switching time difference.
本発明に係る撮像装置またはこの撮像装置を備える切削機械では、瞬間とみなされる時間内(光路切換えの時間差)をもって各シャッターをそれぞれ開閉させるので、撮像時の各被写体の位置変化は無く、異なる撮像位置での被写体を実質上一望視といえる状態で撮像し得る。即ち、本発明に係る撮像装置またはこの撮像装置を備える切削機械によれば、撮像装置の撮像領域を例えば分割などで減ずることなく、例えば500万画素(短辺が17mmで長辺が21.5mmの大きさ)をそのまま有効利用し得るので、画像認識が良好になる。 In the imaging device according to the present invention or the cutting machine equipped with the imaging device, each shutter is opened and closed within a time period that is regarded as an instant (time difference of optical path switching), so there is no change in the position of each subject during imaging, and different imaging The subject at the position can be imaged in a state that can be said to be substantially one view. That is, according to the imaging device according to the present invention or the cutting machine including the imaging device, for example, 5 million pixels (short side is 17 mm and long side is 21.5 mm) without reducing the imaging region of the imaging device, for example, by division. Image size can be effectively used as it is, and image recognition is improved.
また、本発明に係る撮像装置またはこの撮像装置を備える切削機械によれば、異なる撮像位置での被写体たとえば内径バイトまたは外径バイトをそれぞれ撮像できるので、例えば内径バイト用の基準ゲージを別個設けることなくバイトの種類たとえば内径バイトまたは外形バイトまたはその他特殊バイトを実質上一望視といえる状態で撮像し得る。さらに、本発明に係る撮像装置またはこの撮像装置を備える切削機械によれば、異なる撮像位置での被写体をそれぞれ撮像できるので、例えば切削工具の移動量を少なくでき、切削工具の移動機構を小型化し得る。 In addition, according to the imaging device according to the present invention or the cutting machine equipped with the imaging device, it is possible to image the subject, for example, the inner diameter tool or the outer diameter tool, at different imaging positions. The type of bite, for example, an inner diameter bite or an outer shape bite or other special bite, can be imaged in a state that can be said to be practically one view. Furthermore, according to the imaging device according to the present invention or the cutting machine equipped with the imaging device, it is possible to image subjects at different imaging positions, for example, the amount of movement of the cutting tool can be reduced, and the moving mechanism of the cutting tool can be downsized. obtain.
以下、本発明を実施するための形態について、具体化した実施例1乃至実施例6を説明する。
Hereinafter,
以下、図1乃至図5に基づいて、本発明の実施例1である撮像装置及びこの撮像装置を備える切削機械について説明する。なお、実施例1の切削機械は、単軸タイプのターレット旋盤(以下、単に旋盤という)Sとして説明する。 Hereinafter, based on FIG. 1 thru | or FIG. 5, the imaging device which is Example 1 of this invention and a cutting machine provided with this imaging device are demonstrated. The cutting machine according to the first embodiment will be described as a single-axis type turret lathe (hereinafter simply referred to as a lathe) S.
(旋盤Sの概略構成)
図1に示すように、旋盤S内には、軸線がZ軸方向(水平方向)と平行になるように固定された主軸台10と、Z軸方向に平行な方向及びZ軸方向と直交し垂直方向に対し60度後方に傾斜したX軸方向に平行な方向に移動可能なターレット装置20とが対向するように配置されている。主軸台10には、主軸11がZ軸方向と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。主軸11は、図示しない主軸駆動モータによって回転駆動されるようになっている。主軸11のターレット装置20側の先端部には、被加工物であるワークWを把持するチャック12が取り付けられている。このような構成の主軸台10及び主軸駆動モータは、ベッド13上に配置されている。
(Schematic configuration of lathe S)
As shown in FIG. 1, in the lathe S, a
ターレット装置20には、取付台であるターレット刃物台(以下、単に刃物台という)21がZ軸方向と平行な軸線の回りに回転割出し可能に設けられている。刃物台21上には、複数の切削工具25,26(図5参照)が円周上等角度間隔に取り付けられている。このような構成のターレット装置20は、X軸方向およびZ軸方向へスライド可能に配置されている。なお、ターレット装置20は、図示しないNCテーブルのNCモータによってボールねじ機構(図示省略)を介して移動する。即ち、ターレット装置20は、固定配置された主軸台10に対して移動する。一方、刃物台21は、図示しないターレットモータによって回転駆動する。
The
図1に示すように、旋盤S内には、主軸台10とターレット装置20を覆うカバー14が設けられ、カバー14内には、主軸台10側とターレット装置20側と仕切る隔壁15が設けられている。この隔壁15は、刃物台21上の図5に示す切削工具25,26によってチャック12に把持されたワークWの外周または端面などを切削加工する際に、飛散する切削粉や切削液などが主軸台10などに付着しないようにするために設けられている。即ち、この隔壁15で仕切られた主軸台10側が隔離ゾーンS1となっており、ターレット装置20側が加工ゾーンS2となっている。
As shown in FIG. 1, a
主軸11は隔壁15に設けられた孔から加工ゾーンS2側に突き出され、その主軸11の先端にチャック12が取り付けられている。図2及び図5に示すように、チャック12の外周から若干突出するように配置される基準ゲージ18は、後述する撮像装置27の位置誤差を測定するものであり、内径加工バイト25と外径加工バイト26の両方に共通して使用する。この基準ゲージ18は、切粉などによる磨耗を防止するため、熱処理済みの鋼で成形される。
The
なお、基準ゲージ18はチャック12の外周面からの突出量が小さいので、チャック12が回転する際の基準ゲージ18の回転範囲が少ない。また、基準ゲージ18をチャック12に固定しているので、撮像する際の位置合わせが容易となる。
Since the
(撮像装置27に関する構成)
図1及び図2に示すように、旋盤S内には、撮像装置27が隔離ゾーンS1と加工ゾーンS2との間をスライド可能に配置されている(図4参照)。この撮像装置27は、被写体となる切削工具(以下、バイトともいう)25,26の例えば図5に示すチップ25A,26A(バイト等のチップでない切削工具のときは刃先)などを撮像する。即ち、撮像装置27は、チップ25A,26Aなどを撮像する際には加工ゾーンS2側へスライドし、撮像が終了すると隔離ゾーンS1側へスライドする。なお、撮像装置27で撮像した画像データは、図示しないCPUへ出力するように構成されている。そして、CPUは、チップ25A,26Aの変位などを照合・演算し、それらの結果に基づいて切削工具の加工位置を補正する。
(Configuration related to imaging device 27)
As shown in FIGS. 1 and 2, an
図3(A)に示すように、撮像装置27の筐体27Aは撮像スペース(レンズ室ともいう)28A及び防塵スペース(シャッタ室ともいう)28Bに区画されている。具体的には、角筒状の筐体27Aのレンズ室28Aには、例えば500万画素のカメラ(撮像素子であるCCD30Aを含む)30と,撮像レンズ体29と,フルミラー31Aと,ハーフミラー31Bとが収納されている。
このハーフミラー31Bは、撮像レンズ体29及びフルミラー31Aの間に配置されており、入射する被写体光を一部反射し一部投下するミラーである。なお、ハーフミラー31B(ビームスプリッターともいう)には、平板型,プリズム型,ウエッジ基板型などのミラーを含む。
As shown in FIG. 3A, the
The
上述したフルミラー31Aとハーフミラー31Bは、それぞれの撮像光学系の視野が同一サイズとなるように配設している。即ち、それぞれの被写体を交互に撮像できるように、フルミラー31A及びハーフミラー31Bは配設されている。例えばフルミラー31Aで図3(A)の2点鎖線に示す被写体(チップ)23Aを撮像する際にはハーフミラー31Bの光路を遮断し、ハーフミラー31Bで被写体(チップ)24Aを撮像する際にはフルミラー31Aの光路を遮断するように構成している。
The
従って、カメラ30の撮像レンズ体29と2つの被写体(例えばバイト23,24など)との間の光路を一対のミラー31A及び31Bでそれぞれ直角に屈曲させ、1つの視野領域(撮像領域と同義)の範囲で被写体を撮像する。そして、図3に示すように、1つの視野領域で例えばバイト23のチップ23Aを先ず撮像し、且つ上記撮像後に1つの視野領域でバイト24のチップ24Aを引続き撮像する。なお、視野領域は、500万画素のカメラを用いた場合において、短辺は17mm(2000画素)、長辺は21.5mm(2500画素)となっている。
Accordingly, the optical path between the
レンズ室28A及びシャッター室28Bの間には、焦点合わせレンズ33がフルミラー31Aに対応する光路上に、透明の防護ガラス34がハーフミラー31Bに対応する光路上にそれぞれ配置されている。ここで、焦点合わせレンズ33は、2系列の焦点距離LA(例えば100mm)を合わせるものである。なお、撮像スペースは、常時所定気圧たとえば+0.5気圧に保持されている。
Between the
また、レンズ室28A及びシャッター室28Bの間には孔27Bが形成されており、この孔27Bからシャッター室28Bへ圧縮空気(以下、エアーともいう)が送られる。即ち、常時シャッター室28Bは、レンズ室28Aよりも低い加圧状態たとえば+0.11MPaに加圧されている。従って、シャッター室28Bが加圧されているので、クーラント液または切粉などが、シャッター室28Bへ流入するのを防止する。なお、レンズ室28Aには図示しないエアー接続口が配置されており、このエアー接続口およびコンプレッサ(図示省略)の間はコンプレッサで生成されるエアーを供給するエアー通路となっている。そして、後述するシャッター38又は39を開放する前から閉鎖完了までの間、エアーをレンズ室28Aへ噴出し続ける。
A
シャッター室28Bの焦点合わせレンズ33及び防護ガラス34に対向する部位には、開口27C及び27Dがそれぞれ形成されている。切換手段であるシャッター38及び39は、筐体27Aとその支持片27E間にスライド可能に配置されており、開口27Cまたは27Dを開閉する。即ち、上述した光路を遮断するシャッター38または39は、上述したエアー通路のエアーを用いて、スライドするように構成されている。また、支持片27Eには、開口27F及び27Gが、開口27C及び27Dに対向するように形成されている。
図3(B)に示すように、シャッター38はその平面形状が帯状となっており、シャッター39はその平面形状が略L字状となっている。そして、シャッター38及び39は、開口27G及び27Fに対向するように移動し、開口27C及び27Dを開閉する。
As shown in FIG. 3B, the planar shape of the
即ち、シャッター38及び39は、それぞれの光路を開放し、図3に示す被写体となる切削工具24のチップ24A(図面では2点鎖線で示す)をカメラ30で撮像する。そして、シャッター38及び39は、クーラント液または切粉などがシャッター室28Bへ流入するのを防止するために、閉止している。また、シャッター38及び39は、常には閉止しており、且つ同時に光路を開放しない。なお、シャッターは、例えば電圧のオン・オフの切換えで開閉する液晶シャッター又は光路切換え機構などを適用しても良い。
That is, the
図1及び図2に示すように、撮像装置27の各ミラー31A及び31B(図3参照)に対向する光路上の位置には、照明用の光源43及び44がそれぞれ配置されている。これらの光源43及び44は、例えば発光LEDなどで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2,
(撮像装置27のスライド機構に関する概略構成)
図1及び図4に示すように、撮像装置27は、隔壁15の所定箇所に配置されており、図示しないスライド機構(例えばエアー通路のエアーで作動するシリンダ等)が連結されている。そのため、上述したように撮像装置27は、隔離ゾーンS1と加工ゾーンS2との間をスライドし、切削加工直前には加工ゾーンS2から隔離ゾーンS1へ後退する。撮像装置27を後退させる理由は、切削加工のターレット装置20に搭載するバイト等との干渉を防止すると共に、撮像装置27が切削作業中における作業者の視覚障害を回避し作業性を向上させるためである。
(Schematic configuration regarding the slide mechanism of the imaging device 27)
As shown in FIGS. 1 and 4, the
また、図4に示すように、撮像装置27と隔壁15との間には、合成樹脂製(例えばウレタンゴム製)のシールカバー40が配置されている。即ち、撮像装置27は、シールカバー40に嵌め込まれる状態で保持されている。このシールカバー40には、スライド時の撮像装置27が加工ゾーン内の切粉を挟んだりするのを防止すると共に、クーラント液が隔離ゾーンS1内へ滲み込むのを防止するものである。
As shown in FIG. 4, a synthetic resin (for example, urethane rubber)
また、撮像装置27の回りを囲うような導口40Aが開口されている。そして、エアーは図示しないエアー通路から導口40Aへ送出し(図4の矢印参照)、撮像装置27とシールカバー40との隙間からエアーが吹き出るようになっている(図4の太線矢印参照)。
In addition, a
なお、撮像装置27が隔離ゾーンS1へ後退している位置(図4の実線に示す待機位置)では、撮像装置27の先端(シールカバー40に対向する部位)が、シールカバー40より若干加工ゾーンS2へ突出する状態あるいは面一になるように予め設定されている。
Note that, at the position where the
(チャックに関する概略構成)
図5に示すように、チャック12の外周側には、基準体であるインバー体47が、上述した基準ゲージ18に対向するように配置されている。即ち、インバー体47の先端47Aと基準ゲージ18とバイト26のチップ26Aとが、撮像装置27の視野領域に収めて撮像(一望視と同義)できるように、インバー体47及び基準ゲージ18並びにバイト26が配置される。なお、バイト26は、チップ検出時に撮像装置27の一望視Aエリア(図中では「A枠」という)または一望視Bエリア(図中では「B枠」という)内の所定位置に移動するように予め設定されている。
(Schematic configuration regarding chuck)
As shown in FIG. 5, an
インバー体47は、旋盤S(図1参照)を構成する熱処理済み鋼と比較して熱膨張率が小さい材料(例えば不変鋼であるインバー)を用いて、例えば角柱状に形成している。そして、インバー体47は、その一端を図示しない締結部材(ボルトなど)で固定している。そのため、飛び出し防止用のストッパ(図示省略)は、インバー体47の自由端側にインバー体47と若干離間した状態で配置されている。なお、振動防止用のカウンタウエイト72は、インバー体47の配置場所の反対側に配置している。
The
(本実施例の作用)
チップ検出時において、図5に示すように、基準ゲージ18とバイト25または26のチップ25Aまたは26Aとをカメラ30の視野領域に収めて撮像する場合は、基準ゲージ18とバイト25または26の刃先25Aまたは26Aの上面の高さを同一高さとして行なう。
(Operation of this embodiment)
At the time of chip detection, as shown in FIG. 5, when the
また、チップ検出時には、図4に示すように、撮像装置27を隔離ゾーンS1から加工ゾーンS2へスライドさせると共に、図1に示す光源43及び44を発光させる。そして、図5に示すバイト26のチップ26Aを検出する場合、撮像位置(図4の破線で示す状態)の撮像装置27は、図3に示すように、シャッター38をスライドさせハーフミラー31B側の光路を開放する。カメラ30は、一望視Aエリア内に位置する被写体であるインバー体47の先端47Aと基準ゲージ18とバイト26のチップ26Aを撮像する。即ち、シャッター39側の光路を遮断しているので、ハーフミラー31Bは一望視Aエリアの被写体光をカメラ30へ反射させる。
At the time of chip detection, as shown in FIG. 4, the
一方、図5に示すバイト25のチップ25Aを検出する場合(この場合バイト26は一望視Aエリアには無い)、図3に示すように、先ずシャッター38をスライドさせハーフミラー31B側の光路を開放する。カメラ30は、一望視Aエリア内に位置する被写体であるインバー体47の先端47Aおよび基準ゲージ18を撮像する。即ち、シャッター39側の光路を遮断しているので、ハーフミラー31Bは一望視Aエリアの被写体光をカメラ30へ反射させる。
On the other hand, when the
撮像後直ちに、シャッター38を閉止させると共に、シャッター39をスライドさせフルミラー31A側の光路を開放する。シャッター38及び39の切換えは、その切換え瞬間の時間差(略同時と同義)たとえば0.5秒で行う。また、シャッター38または39の開閉時の衝撃を少なくするためには、シャッター38及び39の荷重を小さくすると共に、エアーなどで駆動させている。
Immediately after imaging, the
そして、カメラ30は、図5に示すように、一望視Bエリア内に位置する被写体であるバイト25のチップ25Aを撮像する。即ち、シャッター38側の光路を遮断しているので、フルミラー31Aは一望視Bエリアの被写体光をカメラ30へ反射させる。この際、 ハーフミラー31Bはフルミラー31Aで反射された被写体光を透過するので、カメラ30は一望視Bエリア内の被写体のみを撮像する。
Then, as shown in FIG. 5, the
本実施形態において、瞬間とみなされる時間内(光路切換えの時間差)をもってシャッター38または39を開閉させるので、撮像時の被写体の位置変化は無く、インバー体47の先端47Aおよび基準ゲージ18並びにバイト25のチップ25Aを実質上一望視といえる状態で撮像し得る。即ち、本実施例によれば、カメラ30の撮像領域(画像認識領域と同義)を例えば分割などで減ずることなく、例えば500万画素(短辺が17mmで長辺が21.5mmの大きさ)をそのまま有効利用し得るので、画像認識が良好になる。
In the present embodiment, the
また、本実施例によれば、カメラ30の一望視Bエリアおよび一望視Aエリア間を所定距離LA(図3及び図5参照)離すことができるので、例えば内径バイト用の基準ゲージを別個設けることなくバイトの種類たとえば内径バイトまたは外形バイトまたはその他特殊バイトを実質上一望視といえる状態で撮像し得る。さらに、本実施例によれば、一望視Bエリアおよび一望視Aエリア間を所定距離LA(例えば100mm)離しているので、例えば内径バイト25の干渉を防ぐことができる。
Further, according to the present embodiment, since the one vision B area and the one vision A area of the
切削加工する際には、先ず図示しないエアー通路から図4に示すシールカバー40の導口40Aへエアーを送出させた後に、撮像装置27を隔離ゾーンS1へスライドさせる(図4の実線参照)。即ち、図4に示すように、撮像装置27が待機位置へ復帰する直前には、撮像装置27とシールカバー40の隙間からエアーが吹き出るので、加工ゾーンS2内のクーラント液または切粉などが隔離ゾーンS1へ取込まれるのを防止できる。また、撮像装置27が待機位置へ復帰した後、エアー通路からシールカバー40の導口40Aへのエアー送出を停止する。
When cutting, first, air is sent from an air passage (not shown) to the
なお、図5に示すチップ25A,26Aのエッジは、例えばシークラインを用いて求めることができる。このシークラインとは、2次元仮想画面内に設定された長さと傾きが自由な線分で、その線方向の中心位置に対するエッジの位置を求めるものである。
Note that the edges of the
図6を用いて、本発明に係る撮像装置の実施例2を説明する。但し、上記実施例1の図3に示す撮像装置27と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。
A second embodiment of the imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. However, substantially the same parts as those of the
実施例2は、図6に示すように、ハーフミラーに対しフルミラーの光路長と同一になるよう光路を折返す構成とした例である。即ち、本実施例は、光路長が異なる場合における、一方の画面サイズに比べ他方の画面サイズが例えば大きく或いは小さくなるのを回避する例である。 As shown in FIG. 6, the second embodiment is an example in which the optical path is turned back so as to be equal to the optical path length of the full mirror with respect to the half mirror. That is, the present embodiment is an example of avoiding, for example, that the other screen size is larger or smaller than the one screen size when the optical path lengths are different.
具体的には、ハーフミラー31Bは、一望視Bエリアおよび一望視Aエリア(図5参照)間の所定距離LAの半分の距離(例えば50mm)をもってフルミラー31A寄りに配置している。一対の折返し用のフルミラー(以下、単に「折返しミラー」ともいう)78及び79は、同一方向に傾斜するよう並列に配置し、入射する被写体光をハーフミラー31Bへ導く。即ち、折返しミラー78は、防護ガラス34側の光路をミラー79へ折返してハーフミラー31Bへと導く。そのため、折返しミラー79は、ハーフミラー31Bに対向するように配置している。
Specifically, the
そして、ハーフミラー31B及びフルミラー31Aの両者の光路長が同一となるので、フルミラー31A側の光路上には、焦点合わせレンズの代わりに、防護ガラス35がシャッター室28B上に配置されている。また、本実施例のシャッター室28Bは、筐体27Aの外側に配置している。そして、シャッター室28Bには、光路用の孔80A及び80Bが折返しミラー78及びフルミラー31Aに対応するよう形成されている。
Since the optical path lengths of both the
なお、光路を切換える一対のシャッター38及び39は、実施例1よりも長手方向の長さが短くなっている。ここで、シャッター38及び39を撮像時のみ個別に作動させるのは、撮像時以外はシャッター室28Bの孔80Aまたは80Bを閉止状態にして防塵効果を高めるためである。
The pair of
本実施例において、ハーフミラー31Bの前に折返しミラー78及び79を介在させるので、ハーフミラー31Bに対しフルミラー31Aの光路長と同一になる。即ち、本実施例によれば、ハーフミラー31B及びフルミラー31Aの両者の光路長が同一であるので、焦点を補正するための焦点合わせレンズが不要となる。
In this embodiment, since the folding mirrors 78 and 79 are interposed in front of the
また、光路長が異なる(即ち、それぞれの画面サイズが異なる)場合に比べて、本実施例では画面サイズを同一にする必要がないので、ソフトウェアが簡単となる。即ち、本実施例によれば、図5に示す一望視Bエリアおよび一望視Aエリアの画素サイズが同一となるので、アルゴリズムを用いる画像処理が簡単となる。その他の構成及び作用効果は、実施例1と同様である。 Also, as compared to the case where the optical path lengths are different (that is, the respective screen sizes are different), in this embodiment, it is not necessary to make the screen sizes the same, so that the software is simplified. That is, according to the present embodiment, the pixel sizes of the single vision B area and the single vision A area shown in FIG. 5 are the same, so that image processing using an algorithm is simplified. Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment.
なお、図1に示す光源43または44を別々に点灯切換えさせると、撮像時におけるシャッターの切換えを不要とすることができる。この場合には、シャッターを一枚とできる。
Note that if the
図7を用いて、本発明に係る撮像装置の実施例3を説明する。但し、上記実施例1の図3に示す撮像装置27と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。実施例3は、図7(A)に示すように、一対のミラーをフルミラー31A及び32にすると共に、カメラ30寄りのフルミラー32を回転可能とした例である。
具体的には、カメラ30寄りのフルミラー32に回転装置81を連結する。そして、フルミラー31A側の被写体(一望視Bエリア)を撮像する場合には、フルミラー32を2点鎖線で示す退避位置になるように回転装置81を介して回転させ、フルミラー31Aとカメラ30の光路上から退避させる。
Specifically, the
一方、フルミラー32側の被写体(一望視Aエリア)を撮像する場合には、フルミラー32を実線で示す所定角度の撮像位置になるよう回転装置81を介して回転させ、一望視Aエリアの被写体を撮像する。この場合、フルミラー31Aからの被写体光は、フルミラー32で遮断されるので、撮像されない。
On the other hand, when the subject on the
なお、本例は、フルミラー32が撮像位置および退避位置にそれぞれ一時停止できるように、図示しないストッパを配置する。また、回転装置の駆動手段をステッピングモータ等のように、フルミラー32を所定角度で停止できるようにしても良い。
In this example, a stopper (not shown) is arranged so that the
本実施例において、フルミラー32を回転可能に配置させるので、光路がそれぞれに切換わる。即ち、本実施例によれば、フルミラー32の回転で光路をそれぞれ切換えるので、一枚のシャッター82とし得る。
In the present embodiment, since the
そのため、図7(B)に示すように、一枚のシャッター82は、矩形状の孔82Aをフルミラー32に対応する部分に形成している。即ち、シャッター82は、光路を切換える手段ではなく、シャッター室28Bへクーラント液あるいは切粉などが侵入するのを防止するだけのものである。その他の構成及び作用効果は、実施例1と同様である。
Therefore, as shown in FIG. 7B, one
図8を用いて、本発明に係る撮像装置の実施例4を説明する。但し、上記実施例2の図6に示す撮像装置27と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。実施例4は、図8に示すように、実施例2及び3を組合わせた例である。
Embodiment 4 of the image pickup apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. However, substantially the same parts as those of the
具体的には、一対のミラーをフルミラー31A及び32にすると共にカメラ30寄りのフルミラー32を回転可能とし、且つカメラ30寄りのフルミラー32に対しフルミラー31Aの光路長と同一になるよう光路を折返す構成となっている。
Specifically, the pair of mirrors is made into
そのため、本実施例によれば、フルミラー32及び31Aの両者の光路長が同一であるので、焦点を補正するための焦点合わせレンズが不要となる。また、本実施例によれば、図5に示す一望視Bエリアおよび一望視Aエリアの画素サイズが同一となるので、アルゴリズムを用いる画像処理が簡単となる。更に、本実施例によれば、フルミラー32の回転で光路をそれぞれ切換えるので、一枚のシャッター82とし得る。
Therefore, according to the present embodiment, since the optical path lengths of both the
図9を用いて、本発明に係る撮像装置の実施例5を説明する。但し、上記実施例1の図3に示す撮像装置27と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。実施例5は、図9に示すように、一対のカメラを異なる撮像位置での被写体にそれぞれ対応する光路上に配置する例である。
具体的には、カメラ30,84及び撮像レンズ体29,83が並列状に配置される。また、カメラ30及び84に対応する一対のフルミラー31A及び32は、開口27F及び27Gにそれぞれ対向するよう配置されている。そして、カメラ(撮像素子であるCCD84Aを含む)84は、撮像レンズ体83及びフルミラー32の光路によって、一望視Aエリアの被写体を撮像する。一方、カメラ30は、撮像レンズ体29及びフルミラー31Aの光路によって、一望視Bエリアの被写体を撮像する。
Specifically, the
ここで、本実施例では、一対のカメラ30及び84を設けているので、焦点合わせレンズが不要となり、防護ガラス35にできる。即ち、本実施例では、カメラ30及び84毎に、焦点を合わる。本実施例によれば、2系列の光路での撮像が可能な構成としているので、一望視Aエリア及び一望視Bエリアの被写体をそれぞれ同時に撮像できる。
Here, in this embodiment, since the pair of
なお、本例ではシャッター38及び39を一対の例としているが、シャッターを1枚としても良い。また、カメラ30及び34の結合においてその剛性を高くしておいて、一望視Aエリア及び一望視Bエリアを同時に撮像すれば一望視Aエリア及び一望視Bエリアを一望視したのと同等になる。
In this example, the
図10を用いて、本発明に係る撮像装置の実施例5を説明する。但し、上記実施例5の図9に示す撮像装置27と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。実施例6は、図10に示すように、一対のカメラをそれぞれ異なる方向例えば90度回転させた状態で配置させる例である。
具体的には、一対のカメラ30,84及び撮像レンズ体29,83を平面形状が略L字状の支持体85の両端に固定している。即ち、カメラ30及び撮像レンズ体29は、支持体85の端部85Aに水平方向の状態で連結している。そして、カメラ30は、1つの被写体(例えばバイト24)との間の光路をミラー31Aで直角に屈曲させ、1つの視野領域(一望視Aエリア)の範囲で被写体を撮像する。
Specifically, the pair of
一方、カメラ84及び撮像レンズ体83は、支持体85の端部85Bに垂直方向の状態で連結している。そして、カメラ84(撮像レンズ体83を含む)は、1つの被写体(例えばバイト23)の光路が一直線となるように配置され、1つの視野領域(一望視Bエリア)の範囲で被写体を撮像する。また、本実施例では、被写体から撮像レンズ体までの光路長が、同一となるように予め設定されている。
On the other hand, the
なお、図10では、シャッターなどの構成を省略している。また、カメラ30及び84並びに支持体85の結合においてその剛性を高くしておいて、支持体85をインバーで製作すれば、カメラ30及び84の温度による相対変化もなく、一望視Aエリア及び一望視Bエリアを同時に撮像すれば一望視Aエリア及び一望視Bエリアを一望視したのと同等になる。
In FIG. 10, a configuration such as a shutter is omitted. Also, if the rigidity of the
(2軸正面旋盤の構成)
ここで、図11乃至図15を用いて、刃物台21(図13参照)に配置されるバイト,チャック12に配置される基準ゲージ18及びインバー体47以外の被写体(具体的には、ターレットゲージ46)を説明する。
(Configuration of 2-axis front lathe)
Here, with reference to FIGS. 11 to 15, subjects other than the tool arranged on the tool post 21 (see FIG. 13), the
即ち、図11及び図12に示すターレットゲージ46は、図13に示す2軸正面旋盤に適用する例である。具体的には、2本の主軸11が左右に位置して水平に且つ平行に延びるように設けられ、各主軸11の前端部にワーク保持用のチャック12が設けられている。左右の主軸11の左側位置と右側位置に、それぞれ刃物台21が各主軸11の軸線と平行に配置されている。各刃物台21は、それぞれ駆動装置19によって前後方向に移動可能且つ刃物台21の軸心の回りを回転可能に構成されている。各刃物台21の外周部には、各種のバイト(例えば内径加工用のバイト25、外径加工用のバイト26等)が保持され、各刃物台21を回転させることで、ワークの切削加工に用いるバイトを選択するようになっている。
That is, the
(ターレットゲージ46の構成)
基準手段であるターレットゲージ40は、旋盤の刃物台を含む旋盤本体との熱膨張・収縮の度合いを測定するためのゲージである。図13に示すように、ターレットゲージ46は、刃物台21の所定位置(切削工具の装着位置の一つ)に取付ける構成となっている。
(Configuration of turret gauge 46)
The
このターレットゲージ46は、基準体であるインバー体47と、被測定物および取付手段であるゲージ本体48とで構成されている。インバー体47は、図13に示す旋盤を構成する熱処理済み鋼と比較して熱膨張率が小さい材料(例えば不変鋼であるインバー)を用いて、例えば角柱状に形成している。なお、被測定物と基準体との材料との間には熱膨張率の差があれば良く、特にその差が出来るだけ顕著であるのが望ましい。
The
通常、被測定物は工作機械(切削機械と同義)の構造物である鋼を用いているので、基準体は熱膨張率が極めて小さいインバーを用いるか、鋼の熱膨張率の2倍であるアルミ合金または3倍であるマグネシウム合金などを用いても良い。一方、ゲージ本体48は、図13に示す刃物台21などと同一材料である熱処理済み鋼を用いて、略直角三角形状に形成している。
Usually, since the object to be measured uses steel, which is a structure of a machine tool (synonymous with a cutting machine), the reference body uses invar having a very low thermal expansion coefficient or twice the thermal expansion coefficient of steel. Aluminum alloy or triple magnesium alloy may be used. On the other hand, the
そして、ゲージ本体48には、図11に示すように、インバー体47を挿通するための孔48Aが形成されている。この孔48Aは、インバー体47の太さよりも若干大きくなっており、インバー体47が孔48Aを構成する壁と干渉しないための隙間ができるようになっている。図11に示すように、インバー体47は、その一端が締結手段である止め具49Bによってゲージ本体48に固定されている。なお、止め具49Bはターレットゲージ45内に埋設され、止め具49Bがターレットゲージ46と同一面上になるようにしている。
As shown in FIG. 11, the
インバー体47は、その一端である固定端から自由端となっている斜状の先端47Aまでの距離L1が予め所定の寸法に設定されている。なお、インバー体47をゲージ本体48へ取付ける際に、1点のみでインバー体47をゲージ本体48に支持させ、他方を自由にしている。このようにする理由は、インバー体47を2点以上の複数箇所で固定すると、インバー体47とゲージ本体48との間の熱膨張率の相違によりバイメタル効果が発生して、変形を生じてしまうためである。
The
図11に示すように、ゲージ本体48には、それぞれ直角のエッジが形成され、2つのエッジがそれぞれX方向およびZ方向の測定の基点となるA点およびB点(測定基点)となっている。ここで、A点およびB点のX方向のエッジの間隔はX方向の基準寸法LX となり、Z方向のエッジの間隔はZ方向の基準寸法LZとなるように設定されている。
As shown in FIG. 11, the gauge
なお、インバー体47は熱膨張率が鋼の約1/10であり、ターレットゲージ46の温度が1℃変化するとゲージ本体48のA点とインバー体47の先端47Aとの差は1.8μmとなる。そして、所定温度時での所定寸法における画像データを基準に、CPU(図示省略)が基準寸法LX及びLZの長さを検出するので、ゲージ本体48の上記精度はある程度バラツキがあっても良い。
The
ここで、所定温度はターレットゲージ46等の寸法を検出および測定するために指定した所定温度(通常の環境温度である20度乃至22度)であり、所定寸法は上記所定温度でのターレットゲージ46等の寸法である。なお、機械の初期設定時には、ゲージ本体48の温度を計測すると共に、ゲージ本体48のA点とB点間の距離を1μm以内の寸法を取得する。
Here, the predetermined temperature is a predetermined temperature (20 to 22 degrees which is a normal environmental temperature) designated for detecting and measuring the dimension of the
この取得方法は、ゲージ本体48のA点およびB点と基準ゲージ18とを同一撮像領域内で画像処理して行う。また、ゲージ本体48には並行度測定基準面48Bが形成されており、この並行度測定基準面48Bを用いてターレットゲージ46を刃物台21に並行状態で位置決めする。
This acquisition method is performed by performing image processing on points A and B of the
例えば図6に示す撮像装置27で撮像する際には、図14に示すように、チャック12に固定される基準ゲージ18を一望視Bエリアで撮像し、ゲージ本体48のA点及びインバー体47の先端47A(またはバイト26)を一望視Aエリアで撮像する。一方、図15に示すように、チャック12に固定される基準ゲージ18を一望視Bエリアで撮像し、ゲージ本体48(またはバイト26)を一望視Aエリアで撮像する。なお、図14及び図15に示すA枠およびB枠は、図5に示す撮像装置27の一望視Aエリア及び一望視Bエリアにおける範囲に対応する。
For example, when imaging with the
(チャックに関する変形例)
以下、チャックに関する変形例を説明する。但し、上述した実施例1の図5に示すチャック12に関する構成と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。
(Modifications related to chuck)
Hereinafter, modifications related to the chuck will be described. However, substantially the same parts as those in the configuration of the
図16及び図17に示すように、チャック17は、その先端が小径部17Aとなっている。また、チャック17には、切欠部17B(図17参照)がチャック17の軸心方向に沿うよう形成されている。この切欠部17Bは、図16に示すように、小径部17Aの外周から大径の基端部分(この部分は「通し孔」となる)までに亘り形成されている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the tip of the
そして、円柱状のインバー体86は、その一端が締結部材であるボルト49Aによってチャック17の基端部分で固定されている。このインバー体86の先端86Aは、図17に示すように、半円状となっている。
The
即ち、図16に示すように、インバー体86の先端86Aと基準ゲージ18とバイト26のチップ26Aとが、例えば図6に示す撮像装置27の視野領域(一望視Aエリア)に収めて撮像する。なお、図16に示すチャック17では、インバー体86の長さが長くてもチャック17の通し孔を介して配置させることができるので、長尺のインバー体86を例えばコレットチャックなどにも装着できる。また、チャック17にインバー体86の通し孔を形成したので、カウンタウェイトも不要にできる。
That is, as shown in FIG. 16, the
さらに、実施例1乃至実施例6では、撮像装置27を回転可能に構成し、一望視Aエリア及び一望視Bエリアが水平方向または垂直方向など任意に変更できるようにしても良い。
Further, in the first to sixth embodiments, the
(画像認識処理方法)
図18乃至図21を用いて、本実施例に係る切削工具の画像認識処理方法を詳述する。ここで、上述した500万画素のカメラ30(図3参照)では、図18(A)で説明したチップのエッジ等の位置決めの認識精度が±0.25μm(=1/34ピクセル)の精度で画像認識でき、図18(B)〜図18(D)で説明した切削線LcmまたはLbmの認識精度が±0.45μm(=1/19ピクセル)の精度で画像認識できる。
(Image recognition processing method)
The image recognition processing method for a cutting tool according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. Here, in the above-mentioned 5 million pixel camera 30 (see FIG. 3), the positioning recognition accuracy of the chip edge and the like described with reference to FIG. 18A is ± 0.25 μm (= 1/34 pixel). Image recognition can be performed, and image recognition can be performed with an accuracy of ± 0.45 μm (= 1/19 pixel) for the cutting line Lcm or Lbm described with reference to FIGS.
即ち、500万画素(1画素当りの実寸法は8.6μm)の光学系のカメラでも、最近の画像処理技術の上記認識精度が向上したことによって十分にチップ等の折損・磨耗などを画像認識できると共に、ゲージ本体48の温度を1℃単位で測定できる。なお、図18の実線部分枠は、チップ26A(25Aの場合を含む)を示す撮像領域であり、チップ26Aを全体的に検出するときに用いる総合検出エリアである。図18の2点鎖線部分枠は、チップ26Aの先端を検出するときに用いる刃先検出エリアである。
In other words, even with an optical system camera with 5 million pixels (actual size per pixel is 8.6 μm), the recognition accuracy of recent image processing technology has been improved, so that it is possible to fully recognize chip breakage and wear. In addition, the temperature of the
まず、チップ26Aの検出方法は、以下のように行う。図18(A)に示すように、複数のシークラインLaを設定することによりチップ26Aのエッジを求める。使用前後のチップ26Aのエッジを求めてパターンマッチングし、各エッジの位置が閾値以下に異なっている場合はチップ26Aの折損と判断する。一方、各エッジの位置が閾値以上に異なっている場合はチップ26Aに切粉が溶着などした膨張(構成刃先ともいう)と判断する。なお、閾値は例えば20μmなどの幅を設け、その幅は任意に変更し得る。
First, the detection method of the
チップのノーズも、シークラインを用いて求めることができる。先ず、図18(B)に示すように、下方に向かう複数のシークラインLbを所定間隔で設定し、輝度の極大値(暗から明に変化する点)が最下点となるシークラインLbmを求めてX方向切削線とする。同様に、図18(C)に示すように、左方に向かう複数のシークラインLcを所定間隔で設定し、輝度の極大値(暗から明に変化する点)が最左点となるシークラインLcmを求めてZ方向切削線とする。次に、図18(D)に示すように、X方向切削線Lbmと、このX方向切削線Lbmに平行であってZ方向切削線LcmのエッジEcを通る線Lbpとの距離Rzを求める。同様に、Z方向切削線Lcmと、このZ方向切削線Lcmに平行であってX方向切削線LbmのエッジEbを通る線Lcpとの距離Rxを求める。そして、距離Rzと距離Rxのうち、大きい方をノーズに設定する。使用後のチップ26Aのノーズが使用前のチップ26Aのノーズよりも設定値以上になっている場合はチップ26Aの摩耗と判断する。
The tip nose can also be determined using the seek line. First, as shown in FIG. 18B, a plurality of seek lines Lb directed downward are set at predetermined intervals, and a seek line Lbm having a maximum luminance value (a point changing from dark to bright) is the lowest point. The X direction cutting line is obtained. Similarly, as shown in FIG. 18C, a plurality of seek lines Lc directed to the left are set at predetermined intervals, and a seek line in which the maximum value of luminance (a point changing from dark to bright) is the leftmost point. Lcm is calculated | required and it is set as a Z direction cutting line. Next, as shown in FIG. 18D, a distance Rz between the X direction cutting line Lbm and a line Lbp parallel to the X direction cutting line Lbm and passing through the edge Ec of the Z direction cutting line Lcm is obtained. Similarly, a distance Rx between the Z direction cutting line Lcm and a line Lcp parallel to the Z direction cutting line Lcm and passing through the edge Eb of the X direction cutting line Lbm is obtained. The larger of the distance Rz and the distance Rx is set as the nose. If the nose of the
即ち、本実施例1乃至6の撮像装置27において、撮像装置27の位置誤差を測定するための基準ゲージ18及び基準ゲージ18に近接するインバー体47の先端47A並びにこれらの近接するチップ26A(図5または図16参照)をカメラ30または84により同一視野で撮像し、チップ26A及び基準ゲージ18並びにインバー体47の先端47Aが基準位置にした上でチップ26Aの画像処理を行なうので、チップ26Aの状態を的確に検出し得る。
That is, in the
(技術分野)
この技術分野は、被写体たとえば切削工具を画像認識する際の画像認識処理方法及び切削工具の画像認識処理方法に関するものである。
(Technical field)
This technical field relates to an image recognition processing method for recognizing an object such as a cutting tool and an image recognition processing method for a cutting tool.
(背景技術)
上述した特許文献1には、プログラムメモリ65に画像処理プロセッサを利用した画像処理と解析を行なうためのプログラムが格納されており(段落番号「0052」参照)、カメラ20による撮影を繰り返し、計11回づつの投光と撮影によって輝線11本分の画像(11フレーム)を取得するものである(段落番号「0072」、図11、図13参照)。なお、特許文献2は、上述したように、被加工物の加工前または加工後の少なくとも一方で工具を回転又は移動させてその画像データを複数取り込み、当該複数の画像データの中から焦点が合った画像データを選択的に用いるものである。
(Background technology)
In
(解決しようとする課題)
特許文献1及び特許文献2では、画像認識処理を行う際のバイト位置認識精度を向上させるものではない。即ち、特許文献1または特許文献2では、バイトの磨耗量や変位量など精度良く画像認識することは困難である。
(Issue to solve)
In
一方、500万画素のカメラにおいて、上述したX方向切削線またはZ方向切削線は,バイトの輪郭曲線(チップ先端曲線)の接線となる重要な位置を求めるので、位置認識精度が重要となる。所謂マルチステップパターンマッチング(以下、「MS」という)アルゴリズムでは、シークライン1本の位置認識精度が低くても、シークラインデータが多くなるほどに、全体の平均化された精度が向上する。 On the other hand, in the 5 million pixel camera, the X-direction cutting line or the Z-direction cutting line described above obtains an important position that is a tangent to the contour curve (tip tip curve) of the bite, and therefore the position recognition accuracy is important. In the so-called multi-step pattern matching (hereinafter referred to as “MS”) algorithm, even if the position recognition accuracy of one seek line is low, the overall averaged accuracy increases as the seek line data increases.
以下の内容は、被写体たとえば切削工具を画像認識する際の位置認識精度が向上する画像認識処理方法及び切削工具の画像認識処理方法を提供することにある。 The following content is to provide an image recognition processing method and an image recognition processing method for a cutting tool that improve the position recognition accuracy when an object such as a cutting tool is recognized.
上記画像認識処理方法としては、被写体または撮像手段の少なくとも一方を相対的に移動させ、この移動量を画素よりも小さい値(例えば画素ピッチの整数N分の1)として画像データに基づく認識値を取得すると共に、画素ピッチの整数(N)分の1でN回に亘って演算した第2の平均値をもって被写体の位置データとする。そして、上記複数回に亘る認識値の標準偏差を演算し、この標準偏差に係数を乗算すると共に、この乗算値を上記第2の平均値に対して加算または減算し、この演算値を例えば切削工具の刃先位置データとする。
As the image recognition processing method, at least one of the subject or the imaging means is relatively moved, and the amount of movement is set to a value smaller than the pixel (for example, an
なお、上記内容は、数値制御システムを用いる切削機械であって、撮像手段を用いて切削加工前後を問わず切削工具の画像を取込んで画像処理し、上記切削工具の状態(欠損・膨張・磨耗・熱変位)或いは上記切削機械の熱変位量を検出する画像認識処理方法に適用する。そして、上記被写体たとえば切削工具の位置データ或いは刃先位置データに基づき、切削工具の加工位置を補正する。 Note that the above description is a cutting machine using a numerical control system, and an image of a cutting tool is captured and processed using an imaging unit before and after cutting, and the state of the cutting tool (defect / expansion / This is applied to an image recognition processing method for detecting the amount of thermal displacement of the above-mentioned cutting machine. Then, the processing position of the cutting tool is corrected based on the subject, for example, the position data of the cutting tool or the edge position data.
(切削線の位置データ取得方法)
以下、図19乃至図21に基づいて、切削工具の画像認識処理方法について説明する。切削線の位置データ取得方法は、図5に示すバイト26をZ方向へ1μmづつ例えば8回移動させ、それぞれ撮像して以下の方法によってZ方向切削線の位置データ取得する。
(Cut line position data acquisition method)
Hereinafter, an image recognition processing method for a cutting tool will be described with reference to FIGS. In the cutting line position data acquisition method, the cutting
先ず、バイト26の位置で切削線の位置ベクトル(Z位置とX位置の集合)を演算する。次に、シークラインのピッチを1μm毎に設定し、エッジ位置(シークラインとチップ外形線との交点位置)が最大値(又は最小値であっても良い)となるものを選択する。そして、精度を高めるために、上記最大値を中央(図19ではZ方向切削線の位置)として設定し、上下(又は左右)に各々25本のシークラインのエッジ位置における平均値(ave)及び標準偏差(σ)を演算する。なお、この場合のシークライン総本数は、51本である。
First, a cutting line position vector (a set of Z position and X position) is calculated at the position of the
図19に示すように、Z方向(又はX方向)でマイナス方向へチップ26Aが突出する場合、Z方向における切削線の位置(Cp)式は、以下の式で演算できる。
Cp=ave−1.1σ
As shown in FIG. 19, when the
Cp = ave−1.1σ
ここで、Z方向(又はX方向)でプラス方向へチップ26Aが突出する場合、上記式の−記号を+記号に変える必要がある。また、上記式の1.1という係数は、実験値より算出した数値であす。さらにX方向における切削線の位置も、上述したような手順で演算する。そして、演算された各々のCp値から上記バイトの移動量の累積値を減算する。最終的には、上記8回のデータにおける第2の平均値を演算すると共に、上記第2の平均値で得られた位置ベクトルを演算する。
Here, when the
なお、バイトを移動させるピッチは、画素ピッチの整数(N)分の1でN回に亘って測定する。例えば、画素(ピクセルと同義)の一辺が8μmである場合には、1/8ピクセル即ち1μm毎の送りで8回のデータを取得し、第2の平均値としての位置データを記録する。即ち、1ピクセルのN分の1づつ移動させるので、異なる画像データを取得できることになって画像認識精度が向上する。バイトを例えば1/4ピクセルづつ或いは1/2ピクセルづつなどとして移動させても良い。 Note that the pitch for moving the byte is measured N times by an integer (N) of the pixel pitch. For example, when one side of a pixel (synonymous with a pixel) is 8 μm, data is acquired 8 times at a rate of 1/8 pixel, that is, every 1 μm, and position data as the second average value is recorded. That is, since each pixel is moved by 1 / N, different image data can be acquired, and the image recognition accuracy is improved. The byte may be moved, for example, by 1/4 pixel or 1/2 pixel.
ここで、画素ピッチの整数(N)分の1づつ移動させるのは、以下の理由からである。画素よりも小さい値(例えば画素ピッチの整数分の1)を移動量として画像データを取得すると、後述する画素による非線形性の影響を受け、それぞれ別画像として取得できる。実験結果として、1ピクセル(8.4μm平方)において、1回の画像データ取得では認識精度2μmを、8回の画像データ取得では認識精度0.4μmまで向上した。 Here, the reason why the pixel pitch is moved by an integer (N) is as follows. When the image data is acquired using a value smaller than the pixel (for example, an integer fraction of the pixel pitch) as the movement amount, it can be acquired as a separate image under the influence of nonlinearity due to the pixel described later. As an experimental result, in one pixel (8.4 μm square), the recognition accuracy was improved to 2 μm in one image data acquisition, and the recognition accuracy was improved to 0.4 μm in eight image data acquisitions.
なお、被写体たとえばバイト或いはカメラの少なくとも一方を相対的に移動し、複数回の画像データを取得する場合、その移動量が画素の大きさと同一または整数倍であると、理論上同一の画像データを取得することになるので、データ量は実質的に増えない。これは、被写体などを移動させずに同一の画像データを複数回に亘って取得する場合と同様である。即ち、これらの場合は、無駄な作業となる。 Note that when at least one of a subject, for example, a byte or a camera, is relatively moved to acquire a plurality of times of image data, if the amount of movement is the same or an integer multiple of the pixel size, the theoretically the same image data is obtained. Since the data is acquired, the data amount does not substantially increase. This is the same as the case where the same image data is acquired a plurality of times without moving the subject or the like. That is, in these cases, it is a wasteful work.
(画素による非線形性の影響)
図20に示すように、画素の受光部は外形とは異なった例えば略L字状となつており、この受光部の受光量が変化することによって画像データも変化する。ここで、実線で示す被写体を2点鎖線の位置へと移動させると、画像1および画素2の受光量は変化しない。一方、画素14は、画素よりも小さい領域に限定されたL字上の受光部エリア上を被写体が移動しているので、受光量が本来の比率よりも大きく変化する。即ち、被写体の移動に対する各画素の受光量の変化は非線形となる。そのため、画素ピッチの整数分の1づつ移動させると、異なる画像データを取得できることになって画像認識精度が向上する。
(Influence of non-linearity by pixels)
As shown in FIG. 20, the light receiving portion of the pixel has a substantially L shape, for example, different from the outer shape, and the image data also changes as the amount of light received by the light receiving portion changes. Here, if the subject indicated by the solid line is moved to the position of the two-dot chain line, the received light amounts of the
なお、図20ではZ方向に移動させる図であるが、X方向にも移動させX方向切削線の位置データを取得する。また、図21に示すように、Z方向及びX方向へ1μmづつ斜状に移動させても良い。さらに、上記位置データの取得は、M(整数のオフセット量μm)+1画素を被写体の移動量としても良い。例えば、1+8=9μm、2+16=18μm、3+24=25μm、4+32=36μmなどとしても良い。 In addition, although it is a figure moved to a Z direction in FIG. 20, it moves also to a X direction and acquires the position data of a X direction cutting line. Further, as shown in FIG. 21, it may be moved obliquely in the Z direction and the X direction by 1 μm. Further, the position data may be acquired by using M (integer offset amount μm) +1 pixel as a subject movement amount. For example, 1 + 8 = 9 μm, 2 + 16 = 18 μm, 3 + 24 = 25 μm, 4 + 32 = 36 μm, etc.
なお、本発明は実施例1乃至実施例6で説明した短軸旋盤や2軸正面旋盤に限定されず、フライス盤など種々の切削機械(切削工具とワークを相対的に移動させて加工する機械)に適用できる。 Note that the present invention is not limited to the short-axis lathe and the 2-axis front lathe described in the first to sixth embodiments, but various cutting machines such as a milling machine (machines that move a cutting tool and a workpiece relatively). Applicable to.
12…チャック、18…基準ゲージ、21…ターレット刃物台(取付台)、25…内径加工用のバイト、25A…刃先、26…外径加工用のバイト、26A…刃先、27…撮像装置(撮像手段)、30…カメラ、38,39…シャッター(切換手段)、46…ターレットゲージ(測定手段)、47,86…インバー体(基準体)、47A,86A…インバー体の先端、48…ゲージ本体(被測定物,取付手段)、78,79…折返し用のフルミラー(折返しミラー手段)、S…旋盤(切削機械)、W…ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記光路分離手段は一方の撮像位置での上記被写体を撮像する際には他方の撮像位置での光路を遮断し、上記異なる撮像位置での上記被写体を、光路切換えの時間差をもって撮像することを特徴とする撮像装置。 An optical path separating unit that separates optical paths respectively corresponding to subjects at different imaging positions in the same direction, and an image sensor disposed on the same optical path in the optical path separating unit,
The optical path separation means blocks the optical path at the other imaging position when imaging the subject at one imaging position, and images the subject at the different imaging position with a time difference of optical path switching. An imaging device.
上記撮像装置は、上記一方の光路における一方の撮像位置での上記基準ゲージ及び上記基準ゲージに対応する上記基準体の上記自由端並びに上記一方の撮像位置での切削工具を被写体として同一の撮像領域内に撮像し、或いは上記一方の光路における上記一方の撮像位置での上記基準ゲージ及び上記基準ゲージに対応する上記基準体の上記自由端を被写体として同一の撮像領域内に撮像すると共に上記他方の光路における他方の撮像位置での切削工具を光路切換えの時間差をもって撮像することを特徴とする撮像装置を備える切削機械。 6. The imaging device according to claim 1, a reference gauge disposed on a workpiece holding chuck for measuring a position error of the imaging means, one end fixed to the chuck, and a free end A reference body arranged to correspond to the reference gauge and serving as a reference for the amount of thermal displacement of the reference gauge,
The imaging device has the same imaging region with the reference gauge at one imaging position in the one optical path and the free end of the reference body corresponding to the reference gauge and the cutting tool at the one imaging position as a subject. Or the other end of the reference body corresponding to the reference gauge at the one imaging position in the one optical path as an object in the same imaging area and the other A cutting machine provided with an imaging device for imaging a cutting tool at the other imaging position in an optical path with a time difference of optical path switching.
上記撮像装置は、上記一方の光路における一方の撮像位置での上記基準ゲージを被写体とし、且つ上記他方の光路における他方の撮像位置での上記基準ゲージに対応する上記基準手段または切削工具を被写体とし、
上記一方の光路における上記一方の撮像位置での上記基準ゲージを撮像すると共に上記他方の光路における上記他方の撮像位置での上記基準手段または上記切削工具を光路切換えの時間差をもって撮像することを特徴とする撮像装置を備える切削機械。 An imaging device according to any one of claims 1 to 5, a reference gauge for measuring a position error of the imaging means, and a mounting base on which a cutting tool is mounted, and detecting the displacement amount of the cutting tool and the mounting A reference means for detecting the temperature of the table,
In the imaging apparatus, the reference gauge at one imaging position in the one optical path is a subject, and the reference means or cutting tool corresponding to the reference gauge at the other imaging position in the other optical path is a subject. ,
The reference gauge at the one imaging position in the one optical path is imaged, and the reference means or the cutting tool at the other imaging position in the other optical path is imaged with an optical path switching time difference. A cutting machine provided with an imaging device.
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JP5859900B2 (en) * | 2012-04-09 | 2016-02-16 | 富士機械製造株式会社 | Machine Tools |
JP5607695B2 (en) | 2012-09-13 | 2014-10-15 | ファナック株式会社 | Machine tool thermal displacement compensation device |
US9644942B2 (en) * | 2012-11-29 | 2017-05-09 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Method and apparatus for laser projection, and machining method |
DE102013003760A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | MTU Aero Engines AG | Method and device for quality evaluation of a component produced by means of a generative laser sintering and / or laser melting process |
CN103196575A (en) * | 2013-03-29 | 2013-07-10 | 西安交通大学 | On-line temperature measuring method of moving part of rolling bearing |
CN103245308B (en) * | 2013-04-18 | 2015-10-07 | 上海大学 | Superfine grinding optical elements of large caliber flatness is in level detecting apparatus and method |
JP6581825B2 (en) * | 2014-07-18 | 2019-09-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display system |
CN104742166A (en) * | 2014-07-23 | 2015-07-01 | 汤子仁 | Numerical control lathe for cutting mother rubber belt roll |
EP3156158A4 (en) * | 2014-09-09 | 2018-03-07 | IHI Corporation | Hollow rotating shaft-finishing method and hollow rotating shaft |
JP2017087357A (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | ファナック株式会社 | Automatic position adjustment system for installation object |
CN107036530B (en) * | 2016-02-04 | 2020-07-10 | 上海晨兴希姆通电子科技有限公司 | Workpiece position calibration system and method |
JP6877989B2 (en) * | 2016-12-22 | 2021-05-26 | オークマ株式会社 | Machine tool temperature estimation method and thermal displacement correction method |
CN106735637A (en) * | 2017-04-01 | 2017-05-31 | 广东商鼎智能设备有限公司 | Signal processing apparatus and spark machine control system |
US11481887B2 (en) * | 2017-08-24 | 2022-10-25 | C&B Tech | Apparatuses and methods for warpage measurement |
JP7028607B2 (en) * | 2017-11-06 | 2022-03-02 | 株式会社ディスコ | Cutting equipment |
JP7075806B2 (en) * | 2018-04-18 | 2022-05-26 | 共立精機株式会社 | Tool shape measuring device and measuring method in tool presetter |
US10563971B2 (en) * | 2018-06-29 | 2020-02-18 | Hand Held Products, Inc. | Methods and systems for calibrating a dimensioner |
CN109345500B (en) * | 2018-08-02 | 2021-08-13 | 西安交通大学 | Machine vision-based method for calculating position of tool nose point of machine tool cutter |
JP2020131239A (en) * | 2019-02-20 | 2020-08-31 | 富士ゼロックス株式会社 | Machining device, machining system, and program |
CN109732407B (en) * | 2019-03-11 | 2019-12-20 | 广东工业大学 | Ultra-precise cutting temperature prediction method and system |
CN109894924B (en) * | 2019-03-20 | 2020-07-31 | 长春理工大学 | Diamond cutter cutting edge abrasion detection module and detection method |
CN110238698B (en) * | 2019-05-24 | 2020-10-27 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | Machining method and machining equipment for automatically matching workpiece machining program |
CH716246A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-15 | Watch Out Sa | Machining and machine tool module comprising a unit for monitoring tool wear, and methods for detecting the position, profile and wear of the tool. |
JP6709316B1 (en) * | 2019-07-16 | 2020-06-10 | Dmg森精機株式会社 | measuring device |
JP7325904B2 (en) * | 2019-07-26 | 2023-08-15 | 株式会社ディスコ | Cutting unit position detection method and cutting device |
CN112658323A (en) * | 2020-12-11 | 2021-04-16 | 江西昌浩实业有限公司 | Energy-conserving door and window processing is with accurate locate mode drilling equipment |
JP6998486B1 (en) | 2021-06-07 | 2022-01-18 | Dmg森精機株式会社 | Machine Tools |
JP6998487B1 (en) | 2021-06-07 | 2022-01-18 | Dmg森精機株式会社 | Machine Tools |
JP6991382B1 (en) * | 2021-06-07 | 2022-01-12 | Dmg森精機株式会社 | Machine Tools |
TWI780772B (en) * | 2021-06-16 | 2022-10-11 | 中傳科技股份有限公司 | Cutter and cutter-holder mating system and mating method |
CN113658147B (en) * | 2021-08-23 | 2024-03-29 | 宁波棱镜空间智能科技有限公司 | Workpiece size measuring device and method based on deep learning |
CN114654300B (en) * | 2022-04-27 | 2023-03-17 | 湖州学院 | Combined machine tool production line |
WO2023218540A1 (en) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | ファナック株式会社 | Industrial system control device, industrial system, and image acquisition method |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5461822A (en) * | 1977-10-27 | 1979-05-18 | Sony Corp | Transmitter circuit |
JPS62213945A (en) * | 1986-03-12 | 1987-09-19 | Toshiba Mach Co Ltd | Thermal displacement correcting device for machine tool |
EP0268622A1 (en) | 1986-06-12 | 1988-06-01 | Mas Vertriebs Gmbh Für Zerspanungstechnik | Process, measuring apparatus, precisely settable tool-holder with compensating device for process integrated quality insurance in cutting machine-tools |
DE3620118C2 (en) * | 1986-06-14 | 1998-11-05 | Zeiss Carl Fa | Procedure for determining or correcting the temperature error in length measurements |
JPH04290902A (en) * | 1991-03-19 | 1992-10-15 | Fujitsu Ltd | Three-dimension displacement measuring device |
JPH04353751A (en) | 1991-05-31 | 1992-12-08 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Apparatus for measuring expansion coefficient |
JPH05133814A (en) | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Nippon Steel Corp | Measuring instrument for temperature of object |
JPH05133813A (en) | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Nippon Steel Corp | Measuring instrument for temperature of object |
JPH08255819A (en) | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Toshiba Corp | Temperature measuring method and equipment |
JP3333681B2 (en) * | 1996-03-25 | 2002-10-15 | オークマ株式会社 | Cutting edge position measuring device |
JP3851419B2 (en) | 1996-07-09 | 2006-11-29 | ファナック株式会社 | Tool chip defect inspection system |
US6089750A (en) | 1997-09-30 | 2000-07-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Noncontact temperature distribution measuring apparatus |
JP3716573B2 (en) | 1997-09-30 | 2005-11-16 | 住友電気工業株式会社 | Non-contact temperature distribution measuring device |
JP2000012442A (en) * | 1998-06-24 | 2000-01-14 | Sony Corp | Aligner and exposure method |
JP3634677B2 (en) * | 1999-02-19 | 2005-03-30 | キヤノン株式会社 | Image interpolation method, image processing method, image display method, image processing apparatus, image display apparatus, and computer program storage medium |
EP1130372A1 (en) | 2000-03-02 | 2001-09-05 | Semiconductor 300 GmbH & Co. KG | Arrangement and method for temperature measurement of a semiconductor wafer |
JP2001269844A (en) | 2000-03-27 | 2001-10-02 | Toshiba Corp | Tool observing method, its device, and cutting work system |
KR20030026839A (en) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 | Surface inspection of object using image processing |
JP2005215295A (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Electrophotographic image forming apparatus |
JP2006010445A (en) | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Toshiba Corp | Temperature detecting apparatus and temperature controller |
JP2006078234A (en) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Kyoto Univ | Gravel measuring instrument and method |
US7405388B2 (en) * | 2005-02-22 | 2008-07-29 | Reilley Peter V | Video centerscope for machine alignment |
JP4760091B2 (en) * | 2005-03-30 | 2011-08-31 | ブラザー工業株式会社 | Machine tool and displacement correction method for machine tool |
JP2007294727A (en) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | I-Pulse Co Ltd | Imaging apparatus, surface mount machine using the same, component test device, and screen printing device |
JP4692371B2 (en) * | 2006-04-26 | 2011-06-01 | オムロン株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, image processing program, recording medium recording image processing program, and moving object detection system |
US20080193120A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Nikon Corporation | Digital camera |
JP4825171B2 (en) * | 2007-06-08 | 2011-11-30 | 株式会社新川 | Imaging apparatus for bonding apparatus and imaging method |
JP4727634B2 (en) * | 2007-09-07 | 2011-07-20 | 本田技研工業株式会社 | Processing method |
JP4456180B2 (en) | 2008-04-10 | 2010-04-28 | パナソニック株式会社 | Imaging apparatus, imaging system, and imaging method |
DE102009029062A1 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Mori Seiki Co., Ltd., Yamatokoriyama-shi | Method and device for processing status monitoring |
US8203606B2 (en) * | 2008-11-07 | 2012-06-19 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Gradient image processing |
-
2009
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